- El telescopio espacial James Webb (JWST) queda registrado con el primer caso de captura directa de un planeta fuera del sistema solar
- El equipo de investigación bloqueó la intensa luz de la estrella anfitriona para detectar una débil señal infrarroja, y concluyó que el objeto es un candidato a exoplaneta
- Este planeta tiene una masa cercana a la de Saturno y orbita la estrella TWA 7 a una distancia 50 veces mayor que la que separa a la Tierra del Sol
- Gracias al coronógrafo y a las técnicas de procesamiento de imágenes propias del telescopio, se obtuvo una imagen directa, a diferencia de los métodos indirectos usados hasta ahora
- Este hallazgo es considerado un punto de inflexión importante para comprender la diversidad y la evolución de los sistemas exoplanetarios
Primera captura directa de un exoplaneta por el telescopio espacial James Webb (JWST)
Detección de señal infrarroja y hallazgo de un candidato a exoplaneta
- Astrónomos descubrieron, mediante el JWST, una tenue fuente infrarroja en la estructura del disco de escombros alrededor de la joven estrella TWA 7, ubicada a unos 111 años luz de la Tierra
- Es muy probable que esta fuente de luz sea un exoplaneta que aún no ha sido registrado oficialmente y, de confirmarse, sería el primer exoplaneta captado directamente por el JWST
El significado del nuevo método de imagen directa frente a los métodos indirectos previos
- Hasta ahora, la mayoría de los exoplanetas descubiertos se habían confirmado mediante métodos de detección indirecta, como la pequeña sombra producida cuando el planeta pasa frente a su estrella
- Según el nuevo artículo publicado, este quedaría registrado como el primer caso en que el telescopio espacial James Webb obtiene una imagen directa
Método de observación y papel del coronógrafo
- Normalmente, es muy difícil identificar planetas alrededor de estrellas lejanas porque quedan ocultos por la luz de la estrella central
- El equipo utilizó un coronógrafo, que bloquea la intensa luz estelar, para observar objetos tenues cercanos, y además eliminó el resplandor restante con procesamiento avanzado de imágenes
- Gracias a ello, la débil fuente infrarroja alrededor de TWA 7 pudo captarse en una imagen directa
Características y relevancia del planeta candidato (TWA 7 b)
- La probabilidad de que la fuente infrarroja observada sea una galaxia de fondo es de apenas 0.34%, por lo que la mayor parte de la evidencia sugiere que se trata de un nuevo exoplaneta llamado TWA 7 b
- Tiene una masa similar a la de Saturno y se encuentra en una zona de separación entre tres anillos de polvo, a una temperatura de unos 120 grados Fahrenheit
- Su distancia respecto a la estrella es 50 veces la distancia entre la Tierra y el Sol
- Como su posición y su masa parecen haber influido en la forma del disco de escombros, el hallazgo también aporta pistas sobre cómo los exoplanetas moldean la estructura de los discos
Simulaciones y verificación adicional
- El equipo realizó simulaciones por computadora para visualizar el aspecto del sistema exoplanetario, y estas mostraron una alta concordancia con las imágenes del telescopio
- Con base en ello, aumentó la confianza en la existencia del planeta
Un nuevo horizonte para la investigación de sistemas exoplanetarios
- Esta captura representa un avance importante en la obtención de imágenes directas de exoplanetas con masa comparable a la de Saturno
- El desempeño excepcional del telescopio espacial James Webb abre nuevas posibilidades para explorar exoplanetas lejanos y de baja masa que eran difíciles de estudiar con la tecnología anterior
- Descubrimientos como este contribuyen a mejorar la comprensión de la formación y evolución de los sistemas exoplanetarios
Conclusión
- El doctor Lagrange señaló que con este resultado "fue posible encontrar un planeta de esta masa exactamente en la posición prevista", y evaluó que la capacidad de observación del JWST ha abierto una nueva ventana para el estudio de exoplanetas
- Con más observaciones directas, se espera que la investigación sobre la diversidad de los sistemas planetarios y sus formas de evolución avance aún más
1 comentarios
Opiniones en Hacker News
Por si alguien tiene curiosidad, quiero explicar que todavía falta muchísimo para que podamos obtener una imagen de este planeta, o de cualquier exoplaneta, con más de 1 píxel
Para fotografiar este planeta a 100x100 píxeles (del tamaño de un ícono pequeño) desde una distancia de 110 años luz, se necesitaría un telescopio de unos 450 kilómetros de diámetro
Es un límite físico determinado por la longitud de onda de la luz
La mejor opción posible sería poner dos nodos en el espacio separados por 450 kilómetros y crear un interferómetro óptico sincronizado a una longitud de onda, pero eso sería un reto de ingeniería realmente complicado
Hay una forma mejor que esa
Si se usara el Sol como lente gravitacional y se colocara una sonda a 542 UA (unidades astronómicas), se podría lograr una resolución de 25 kilómetros sobre la superficie de un planeta a 98 años luz de distancia
Sería un proyecto inmenso y de muy largo plazo, pero no cae fuera de lo que sería imposible con la tecnología actual de la humanidad
Referencia: Solar gravitational lens - Wikipedia
Descripción de la misión relacionada de la NASA: Direct multipixel imaging and spectroscopy of an exoplanet with a solar gravitational lens mission
Si abandonas la condición de que la imagen tenga que obtenerse en longitudes de onda visibles para el ojo humano, entonces sí se puede hacer con radiotelescopios
De hecho, ya tenemos esa capacidad, pero la limitación de la interferometría de radio es que, aunque puede tener una apertura enorme, el contraste se vuelve muy bajo
Después de quitar toda la señal proveniente de la estrella, se espera que la señal del planeta quede enterrada en el ruido
Con interferometría óptica ocurre el mismo problema
LIGO (el famoso detector de ondas gravitacionales) está compuesto por dos brazos de 4 km de largo
Según el sitio oficial de LIGO, en su punto de mayor sensibilidad puede detectar cambios en la distancia entre los espejos equivalentes a 1/10,000 del ancho de un protón
Dicen que eso equivale a captar un cambio de distancia, hasta la estrella más cercana al grosor de un cabello humano (a 4.2 años luz)
Así que creo que poner dos telescopios separados por 450 km y “simplemente” (broma) sincronizarlos al nivel de la longitud de onda visible sería factible si se le arroja suficiente dinero
Me pregunto qué tan grande tendría que ser un telescopio, o un espejo o una lente, para fotografiar algo en el sistema de Alfa Centauri (a 4.37 años luz)
También me pregunto si sería posible escanear un área grande y luego componer la imagen a partir de muchas imágenes pequeñas
Me pregunto si lo que quise decir sobre una imagen de exoplaneta de 1 píxel está siendo tachado de falso
La imagen del sitio enlazado afirma ser más grande que 1 píxel, lo que abre la discusión de si es real o engañosa
Hay un error sutil en el título de HN
Esta no es la primera imagen directa de un exoplaneta tomada por el JWST
Existe un artículo de la NASA sobre varias imágenes de exoplanetas captadas por el JWST en marzo de 2023
En el artículo original falta la palabra clave discovery (descubrimiento) de la frase “direct image discovery”
O sea, este es el primer caso en que un exoplaneta antes desconocido fue “descubierto por primera vez” mediante imagen directa
Me parece que Anne-Marie Lagrange, la investigadora principal, tiene un nombre increíblemente genial, y me pregunté si tendría relación con el nombre de los puntos de Lagrange
Enlace de Wikipedia que explica qué son los puntos de Lagrange
Es la primera vez que sé de esta científica, pero su trayectoria es impresionante
Enlace de Wikipedia de Anne-Marie Lagrange
Sobre el comentario de que el apellido "Lagrange" suena demasiado apropiado para la ciencia, en Scopus aparecen nada menos que 390 perfiles de investigadores con ese apellido
No es un apellido particularmente popular, pero tampoco es tan raro, así que hay varias personas en el ámbito académico, sean o no descendientes directos de Joseph-Louis Lagrange
Yo pensé exactamente lo mismo
Me pareció otro caso de nominative determinism, esa idea de que el nombre influye en el destino, por la coincidencia entre nombre y profesión
Se cita la parte donde dicen que el equipo de Lagrange generó con modelos computacionales imágenes de sistemas planetarios plausibles y ganó confianza en que realmente era un planeta porque coincidían con lo observado por el telescopio
Este tipo de investigación me parece genial y no tengo motivos para desconfiar, pero un modelo así es evidencia débil para respaldar una hipótesis
Los modelos se construyen a partir de supuestos y expectativas, así que no son los datos en sí
Se cita la explicación de que la nueva señal infrarroja también podría ser una galaxia de fondo
Ese nivel de incertidumbre me resulta casi cómico
Es como decir: “parece que fotografiamos algo, pero en realidad podría ser cualquiera de miles de millones de objetos mucho más grandes y lejanos”
Aunque si está orbitando una estrella pequeña a una distancia de 50 UA, seguramente tomará bastante tiempo
El JWST es una maravilla de la ingeniería
Al mismo tiempo, fue diseñado para ajustarse a las limitaciones de potencia de cohetes de los años 90, así que imagino que los futuros telescopios espaciales van a avanzar muchísimo ahora que siguen apareciendo lanzadores superpesados modernos
Mi sueño es que algún día los telescopios lleguen a algo cercano a un “momento Van Leeuwenhoek”, como cuando el microscopio abrió el mundo de los microorganismos
Imagino que entonces podremos ver de un vistazo naves espaciales pululando por toda la galaxia
También da un poco de lástima pensar que, si se hubieran desarrollado un gemelo del JWST o incluso más unidades, el costo marginal quizá no habría sido tan alto
Ahora que existen los cohetes de SpaceX, parecería que ya se podría intentar algo más audaz
No es fácil desarrollar una carga útil grande del nivel del JWST basándose en un lanzador que todavía no ha sido validado
La realidad es que antes de planear una misión de varias décadas, hay que esperar a que lo que está “en desarrollo” termine de comprobarse
Me parece interesante que la técnica de observación usada esta vez esté sesgada para detectar con más facilidad planetas cuanto más lejos estén de su estrella
En cambio, otras técnicas hoy muy usadas, como el corrimiento Doppler o el método de curva de luz (light curve), favorecen la detección de planetas muy cercanos a su estrella
Usar ambos enfoques juntos debería ayudarnos a entender mejor la distribución de los planetas
Yo tampoco sabía que ya hubiera tantos exoplanetas fotografiados directamente
Enlace de Wikipedia con la lista de exoplanetas observados directamente hasta ahora
No lo digo para restarle mérito al JWST; al contrario, ninguno de estos logros deja de ser impresionante
En el artículo hay una parte donde escriben mal JWST como JSWT
Me pregunto si habrá alguien aquí que pueda corregirlo